發(fā)布時間：2024-07-07 05:46

　　隨著無人機技術(shù)的日趨成熟,無人機應用趨勢逐漸由單機執(zhí)行任務轉(zhuǎn)為多機協(xié)同執(zhí)行任務,朝著集群化的方向快速發(fā)展,并在軍事和民用領域都呈現(xiàn)出廣闊的應用前景。而無人機集群的關(guān)鍵技術(shù)點在于實現(xiàn)無人機的精確定位,目前多數(shù)采用GNSS或雙目視覺的定位方案。但在復雜的室內(nèi)場景中,仍很難獲取到高精度、高穩(wěn)定性的定位信息。因此,本文對UWB定位和無人機集群編隊技術(shù)進行了研究,提出了基于UWB定位的無人機集群系統(tǒng)方案,并軟硬件全自主設計了適用于UWB定位的微型四旋翼無人機,搭建了無人機集群編隊平臺。主要包含如下幾個方面的內(nèi)容:(1)對UWB的技術(shù)特點進行了分析,尤其是在無人機定位方面的優(yōu)勢,研究了幾種常用的UWB定位方法,并結(jié)合無人機應用場景,提出了基于RTOF定位方法的優(yōu)化方案。(2)分析幾種常用的無線組網(wǎng)通信技術(shù),提出了一種適用于微型無人機的WiFi自適應組網(wǎng)通信方案,并通過實驗驗證了方案的有效性。(3)主要研究了無人機的運動模型和集群編隊模型。針對無人機編隊形成與保持問題,研究了優(yōu)化人工勢場算法應用于無人機集群編隊的可行性,仿真驗證了該方法能夠保證無人機編隊在虛擬無人機的帶領下,完成跟蹤其軌跡并保持穩(wěn)定...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＵＷＢ定位示意圖??在進行室內(nèi)定位的空間內(nèi)，需要預先固定至少三個ＵＷＢ基站，無人機搭載ＵＷＢ標簽??２１

目標的準確位置數(shù)據(jù)［２（）］。常見的定位方法有信號強度法（ＲＳＳＩ）、抵達角度法（ＡＯＡ）、抵達時??間法（ＴＯＡ）、到達時間差法（ＴＤＯＡ）、雙向飛行時間法（ＲＴＯＦ）等，主要都是通過待測目標點與??多個基站通信測距來計算目標點坐標，如下圖２．１所示。??基站Ｓ１?基〒３??Ｔ....

圖２．２基于ＡＯＡ定位示意圖??假定在某一場景之下構(gòu)建坐標系，以參照基站Ｓ１作為起始點，參照基站Ｓ２在ｙ軸上的??

獲得的坐標數(shù)值難以滿足室內(nèi)厘米級定位的條件要求。??２．２．２基于到達角度定位法（ＡＯＡ）??以抵達角度的定位方法的機理如圖２．２顯示，運動標記Ｏ是發(fā)送結(jié)點，參照基站Ｓ１與??Ｓ２是接受信號結(jié)點，并已知Ｓ１和Ｓ２之間的距離，當發(fā)射結(jié)點Ｏ發(fā)送信號給接收結(jié)點Ｓ１和??Ｓ２時，接受結(jié)點....

圖２．５基于ＲＴＯＦ定位示意圖??由式（２－６）可知，代入三個基站的坐標（Ｘ，，凡和測的的距離兄即可聯(lián)立構(gòu)成方程組，解??

?�。颍觯穑妫�?ｈ??圖２．４基于ＲＴＯＦ測距原理示意圖??具體操作過程為，標簽〇首先向基站＆發(fā)出一個請求數(shù)據(jù)包，并記錄下發(fā)包時刻％，基??站＆收到請求數(shù)據(jù)包，等待時刻后，向標簽〇發(fā)送一個應答數(shù)據(jù)包，標簽〇收到應答數(shù)??據(jù)包后記下時刻值ｈ。然后可以算出電磁波在空中的飛行時間如下式....

圖２．４基于ＲＴＯＦ測距原理示意圖??具體操作過程為，標簽〇首先向基站＆發(fā)出一個請求數(shù)據(jù)包，并記錄下發(fā)包時刻％，基??

?（２．８）??為達到對標點Ｏ準確位置的確定，在沒有其它先驗知識情況下，所需基站的數(shù)目最少是??３個。如下圖２．５顯示，以３個基站ＳＩ、Ｓ２、Ｓ３的位點坐標作為圓心，依次用與測定位點間??的距離作為半徑來繪制圓，測定位點一定在３個圓相交的點位上［２６］。??，，—．一一＇＇、＼?....

本文編號：4003244